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Altavoz de línea de transmisión

Un altavoz de línea de transmisión es un diseño de caja de altavoz que utiliza la topología de una línea de transmisión acústica dentro del gabinete, en comparación con las cajas más simples que se utilizan en los diseños sellados (cerrados) o con puerto (bass reflex) . En lugar de reverberar en una caja amortiguada bastante simple , el sonido de la parte posterior del altavoz de graves se dirige a una vía amortiguada larga (generalmente plegada) dentro de la caja del altavoz, lo que permite un mayor control y uso de la energía del altavoz y del sonido resultante.

Dentro de un altavoz de línea de transmisión (TL) hay un conducto (normalmente plegado) hacia el que se dirige el sonido. El conducto suele estar cubierto con distintos tipos y profundidades de material absorbente, y puede variar en tamaño o estrechamiento, y puede estar abierto o cerrado en su extremo más alejado. Si se utiliza correctamente, este diseño garantiza que las resonancias y energías no deseadas, que de otro modo causarían efectos auditivos indeseables, se absorban o reduzcan selectivamente ("amortiguan") debido a los efectos del conducto, o alternativamente, solo emerjan del extremo abierto en fase con el sonido irradiado desde la parte delantera del altavoz, mejorando el nivel de salida ("sensibilidad") a bajas frecuencias. La línea de transmisión actúa como una guía de ondas acústicas , y el relleno reduce la reflexión y la resonancia, y también reduce la velocidad del sonido dentro del gabinete para permitir una mejor sintonización.

Los diseños de altavoces de línea de transmisión son más complejos de implementar, lo que dificulta la producción en masa, pero sus ventajas han llevado al éxito comercial a varios fabricantes como IMF, TDL y PMC . Como regla general, los altavoces de línea de transmisión tienden a tener una respuesta de baja frecuencia de fidelidad excepcionalmente alta muy por debajo de la de un altavoz o subwoofer típico , llegando al rango infrasónico (la gama de monitores de estudio de la compañía británica TDL de la década de 1990 citó sus respuestas de frecuencia a partir de tan solo 17 Hz según el modelo con una sensibilidad de 87 dB para 1 W a 1 metro), sin la necesidad de un gabinete o controlador separado. [1] [2] Acústicamente, los altavoces TL se apagan más lentamente (menos abruptamente) a bajas frecuencias, y se cree que proporcionan un mejor control del controlador que los diseños de gabinete de caja ventilada estándar, [3] son ​​menos sensibles al posicionamiento y tienden a crear un escenario sonoro muy espacioso . Los altavoces TL modernos fueron descritos en una revisión de 2000 como "iguales a los diseños de gabinetes reflex en todos los aspectos, pero con una octava adicional de graves, una distorsión de bajas frecuencias más baja y un balance de frecuencia que es más independiente del nivel de escucha". [4]

Aunque es más complejo de diseñar y ajustar, y no tan fácil de analizar y calcular como otros diseños, el diseño de línea de transmisión es valorado por varios fabricantes más pequeños, ya que evita muchas de las principales desventajas de otros diseños de altavoces. En particular, los parámetros y ecuaciones básicos que describen los diseños sellados y reflex se entienden bastante bien, la gama de opciones involucradas en un diseño de línea de transmisión significa que el diseño general se puede calcular en cierta medida, pero el ajuste final de la línea de transmisión requiere una atención considerable y es menos fácil de automatizar.

Propósito y descripción general del diseño

Las frecuencias bajas, que permanecen en fase, emergen del respiradero, que actúa esencialmente como un segundo controlador. La ventaja de este enfoque es que se mantiene la presión de aire que carga el controlador principal, lo que controla el controlador en un amplio rango de frecuencias y reduce la distorsión. [El diseño TL] también produce un nivel de presión sonora ( SPL ) más alto y una extensión de graves más baja que las cajas selladas o con puerto de tamaño similar.

- PMC, empresa de diseño de altavoces TL [5]

Siento una aversión intuitiva por la mejora de la resonancia para darle a un altavoz más "fuerza" o graves aparentes, ya que pueden sonar como si fueran una sola nota. Sí, puedes distinguir el ritmo de los graves, pero ¿qué pasa con la melodía? Lo que una línea de transmisión proporciona, según mi experiencia, es una calidad de graves mucho más suave y realista.

- Steve Davey, ex miembro del personal y crítico de TNT Audio [6]

En el diseño de altavoces se utiliza una línea de transmisión para reducir las distorsiones relacionadas con el tiempo, la fase y la resonancia, y en muchos diseños para obtener una extensión de graves excepcional hasta el extremo inferior de la audición humana y, en algunos casos, hasta el casi infrasónico (por debajo de los 20 Hz). La gama de altavoces de referencia de TDL de la década de 1980 (ahora descontinuada) contenía modelos con rangos de frecuencia de 20 Hz en adelante, hasta 17 Hz en adelante, sin necesidad de un subwoofer separado . [2] Irving M. Fried , un defensor del diseño TL, afirmó que:

" Creo que los altavoces deben preservar la integridad de la forma de onda de la señal y la revista Audio Perfectionist Journal ha presentado una gran cantidad de información sobre la importancia del rendimiento en el dominio del tiempo de los altavoces. No soy el único que aprecia los altavoces con precisión temporal y de fase, pero he sido prácticamente el único defensor que ha hablado al respecto en forma impresa en los últimos años. Hay una razón para eso " .
" Es difícil y costoso diseñar y fabricar un sistema de altavoces con precisión de tiempo y fase. Pocos de los altavoces de gama alta actuales tienen diseños con precisión de tiempo y fase. Las revistas de audio necesitan atraer a un amplio espectro de anunciantes, incluidos muchos que fabrican sistemas de altavoces que no tienen coherencia temporal. Las revistas y los críticos que escriben para ellas han ignorado o minimizado el problema de la precisión de tiempo y fase para maximizar los ingresos por publicidad. No soy el único que reconoce esta situación " . [7]

Algunos defensores de los altavoces TL consideran que el uso de un TL es la forma ideal teórica de cargar una unidad de accionamiento de bobina móvil. [ cita requerida ] Sin embargo, también es una de las construcciones más complejas. La implementación más común y práctica es colocar una unidad de accionamiento en el extremo de un conducto largo que generalmente está abierto en el extremo más alejado. En la práctica, el conducto se pliega dentro de un gabinete de forma convencional, de modo que el extremo abierto del conducto aparece como un respiradero en el gabinete del altavoz. Hay muchas formas en las que se puede plegar el conducto, y la línea a menudo se estrecha en sección transversal para evitar superficies internas paralelas que fomentan las ondas estacionarias. Algunos diseños de altavoces también utilizan un conducto en forma de espiral o espiral elíptica, generalmente con un elemento de altavoz en el frente o dos elementos de altavoz dispuestos uno en cada lado del gabinete. Dependiendo de la unidad de accionamiento y la cantidad y varias propiedades físicas del material absorbente, la cantidad de conicidad se ajustará durante el proceso de diseño para ajustar el conducto para eliminar irregularidades en su respuesta. La partición interna proporciona un soporte sustancial para toda la estructura, lo que reduce la flexión y la coloración del gabinete. Las caras internas del conducto o la línea se tratan con un material absorbente para proporcionar la terminación correcta con la frecuencia para cargar la unidad de accionamiento como un TL. El gabinete se comporta como un deflector infinito , que potencialmente absorbe la mayoría o la totalidad de las energías traseras de la unidad de altavoz. [8] Un TL teóricamente perfecto absorbería todas las frecuencias que ingresan a la línea desde la parte trasera de la unidad de accionamiento, pero sigue siendo teórico, ya que tendría que ser infinitamente largo. Las limitaciones físicas del mundo real exigen que la longitud de la línea a menudo sea inferior a 4 metros antes de que el gabinete se vuelva demasiado grande para cualquier aplicación práctica, por lo que no toda la energía trasera puede ser absorbida por la línea. En un TL realizado, solo los graves superiores se cargan en TL en el verdadero sentido del término (es decir, se absorben por completo); los graves bajos pueden irradiar libremente desde el respiradero en el gabinete. Por lo tanto, la línea funciona efectivamente como un filtro de paso bajo, otro punto de cruce de hecho, logrado acústicamente por la línea y su relleno absorbente. Por debajo de este “punto de cruce”, los graves bajos se cargan con la columna de aire formada por la longitud de la línea. La longitud de la línea se especifica de modo que se invierta la fase de la salida trasera de la unidad de altavoces cuando sale del respiradero. Esta energía acústica se combina con la salida de la unidad de graves, ampliando su respuesta y creando efectivamente un segundo altavoz.

Dibujo en corte de un sistema de altavoces de transmisión de línea de 4 vías comercial, el IMF Reference Standard Professional Monitor Mk VII (circa 1982). El recinto tiene 104 cm (41 in) de alto (116 cm (46 in) en su soporte), 43 cm (17 in) de profundidad y 50 cm (20 in) de ancho, con un volumen bruto del recinto de aproximadamente 218 litros. La eficiencia utilizando ruido rosa a 1 metro es de 80–82 dB a 1 vatio, dependiendo de los ajustes de filtro/ecualización. La respuesta de frecuencia se citó en 17 Hz a 40 kHz, con frecuencias de cruce de 350 Hz, 3 kHz y 13 kHz. Las unidades de accionamiento consistían en un woofer de estireno/fibra de vidrio de 30 por 21 cm (11,8 por 8,3 pulgadas), un altavoz de medios de polímero diseñado de 13 cm (5,1 pulgadas), un tweeter con amortiguación de ferrofluido de 4,5 cm (1,8 pulgadas) y un tweeter de alta frecuencia de cúpula química con amortiguación de ferrofluido de 2 cm (0,79 pulgadas).

En esencia, el objetivo de la línea de transmisión es minimizar la impedancia acústica o mecánica en frecuencias correspondientes a la resonancia fundamental en aire libre del parlante de graves. Esto reduce simultáneamente la energía almacenada en el movimiento del parlante, reduce la distorsión y amortigua críticamente el parlante maximizando la salida acústica (carga acústica máxima o acoplamiento) en el extremo. Esto también minimiza los efectos negativos de la energía acústica que de otro modo (como en un recinto sellado) se reflejaría de vuelta al parlante en una cavidad sellada. [9]

Los altavoces de línea de transmisión emplean esta cavidad resonante con forma de tubo , con una longitud establecida entre 1/6 y 1/2 de la longitud de onda de la frecuencia resonante fundamental del controlador del altavoz que se está utilizando. El área de la sección transversal del tubo es típicamente comparable al área de la sección transversal de la superficie radiante del controlador. Esta sección transversal normalmente se estrecha hasta aproximadamente 1/4 del área inicial en el extremo terminal o abierto de la línea. Si bien no todas las líneas utilizan una conicidad, la línea de transmisión clásica estándar emplea una conicidad de 1/3 a 1/4 del área (relación del área terminal con el área inicial directamente detrás del controlador). Esta conicidad sirve para amortiguar la acumulación de ondas estacionarias dentro de la línea, que pueden crear nulos agudos en respuesta en la salida terminal en múltiplos pares de los Fs del controlador.

En un altavoz de línea de transmisión, la línea de transmisión en sí puede estar abierta ("ventilada") o cerrada en el extremo más alejado. Los diseños cerrados suelen tener una salida acústica insignificante del recinto, excepto del controlador, mientras que los diseños abiertos explotan el efecto del filtro de paso bajo de la línea, y la energía de graves resultante emerge para reforzar la salida del controlador a bajas frecuencias. Los recintos de línea de transmisión bien diseñados tienen curvas de impedancia suaves , posiblemente por la falta de resonancias específicas de frecuencia, pero también pueden tener una baja eficiencia si están mal diseñados.

Una ventaja clave de las líneas de transmisión es su capacidad para conducir la onda de retorno detrás del transductor de manera más efectiva, alejándola de él, lo que reduce la posibilidad de que la energía reflejada se filtre de regreso a través del diafragma fuera de fase con respecto a la señal primaria. No todos los diseños de líneas de transmisión lo hacen de manera efectiva. La mayoría de los altavoces de línea de transmisión desfasados ​​colocan una pared reflectante bastante cerca detrás del transductor dentro del gabinete, lo que plantea un problema para las reflexiones internas que emanan de regreso a través del diafragma del transductor. Las descripciones más antiguas explicaban el diseño en términos de "desajuste de impedancia" u ondas de presión "reflejadas" de regreso al gabinete; estas descripciones ahora se consideran obsoletas e inexactas, ya que técnicamente la línea de transmisión funciona mediante la producción selectiva de ondas estacionarias e interferencias constructivas y destructivas (ver a continuación).

Un segundo beneficio es que la música resultante es coherente en el tiempo (es decir, en fase ). Fried citó en 2002 una prueba de escucha realizada y publicada en Hi-Fi News de diciembre de 2000 (como él creía) en la que se obtuvo una grabación de alta calidad utilizando altavoces de buena reputación pero no coherentes en el tiempo y luego se corrigió la fase temporal de esta grabación; un panel de expertos en escucha "votó unánimemente por el realismo y la precisión superiores de la salida corregida en el tiempo" para una reproducción de sonido de alta calidad. [7]

Uno de los problemas más comunes e importantes de los sistemas de altavoces de líneas de transmisión son los efectos de cancelación de fase no deseados que producen los armónicos de línea más altos que se filtran de la línea de transmisión y afectan negativamente al campo de sonido general. Por ejemplo, en el altavoz de monitoreo de línea de transmisión de tamaño mediano PMC PMC6, hay una caída alrededor de los 300 Hz que es causada por el quinto armónico de la frecuencia de resonancia de la línea de transmisión. [10] Este tipo de problema es bastante común y era fácilmente evidente en otros altavoces de líneas de transmisión. Por ejemplo, el gran IMF TLS80 MkII de 1977 también tenía una anomalía, pero esta vez en la frecuencia más baja de aproximadamente 140 Hz, que consistía en una caída perjudicial de 2 dB de casi una octava de ancho en la respuesta en el eje. [11] Otro problema es que la radiación del sonido desde la salida de la línea se extiende sobre un rango de frecuencia bastante amplio causado por la joroba de la resonancia de la línea de transmisión de cuarto de onda, mientras que la resonancia del puerto de alta Q de un altavoz de caja ventilada se desvanece mucho más rápidamente y se extiende sobre una banda de frecuencia mucho más estrecha. [12] Este tipo de problemas con los altavoces de la línea de transmisión pueden provocar problemas de precisión tonal que no se pueden resolver.

Un altavoz de línea de transmisión emplea, esencialmente, dos formas distintas de carga de graves, que históricamente y de manera confusa se han amalgamado en la descripción TL. Separar el análisis de graves superiores e inferiores revela por qué estos diseños tienen tantas ventajas y desventajas potenciales sobre los diseños de reflejo y deflector infinito. Las mediciones indican que los graves superiores son absorbidos solo parcialmente por la línea, lo que hace que una respuesta limpia y neutral sea algo difícil, si no imposible, de lograr. Los graves inferiores se extienden y la distorsión se reduce mediante el control de la línea sobre la excursión de la unidad de accionamiento. Uno de los beneficios exclusivos de un diseño TL es su capacidad de producir frecuencias muy bajas incluso a niveles de monitoreo bajos: los altavoces TL pueden producir rutinariamente un sonido de rango completo que generalmente requiere un subwoofer , y lo hacen con niveles muy altos de precisión de baja frecuencia. La principal desventaja del diseño es que es más laborioso crear y ajustar una línea de transmisión consistente y de alta calidad, en comparación con la construcción de una simple caja ventilada o una caja cerrada. Un empleado de PMC dijo que optimizar un altavoz de línea de transmisión es "como hacer malabarismos con agua". [12] En una reseña de altavoces Hifi Avenue TL de 2010 se comentó que "una cosa que he notado sobre los diseños de líneas de transmisión es que crean un escenario sonoro bastante grande y parecen manejar los crescendos con facilidad". [5]

Historia de los altavoces de línea de transmisión

Invención y uso temprano

Esta imagen es en realidad una bocina plegada invertida. Se distingue de una caja de línea de transmisión real, que tiene el mismo ancho de ventilación en todas partes, porque tiene una garganta más ancha que la abertura del puerto.

El concepto fue innovado dentro del diseño de recintos acústicos, y originalmente denominado "laberinto acústico", por el ingeniero acústico y luego Director de Investigación, Benjamin Olney, quien desarrolló el concepto en Stromberg-Carlson Telephone Co. a principios de la década de 1930 mientras estudiaba el efecto de la forma y el tamaño del recinto en la salida del altavoz, incluido el efecto de la "longitud extrema en un deflector de caja". [13] Se presentó una patente en 1934. [14] El diseño se utilizó en sus radios de consola a partir de 1936. [15] En octubre de 1965, el Dr. AR Bailey propuso un recinto de altavoz basado en el concepto en la revista Wireless World , haciendo referencia a una versión de producción de un diseño de recinto de línea acústica de Radford Electronics Ltd. [16] El artículo postulaba que la energía de la parte trasera de una unidad de controlador podría absorberse esencialmente, sin amortiguar el movimiento del cono ni superponer reflexiones internas y resonancia, por lo que Bailey y Radford razonaron que la onda trasera podría canalizarse por un tubo largo. Si la energía acústica se absorbiera, no estaría disponible para excitar resonancias. Se podría ahusar un tubo de longitud suficiente y rellenarlo de modo que la pérdida de energía fuera casi completa, minimizando la salida del extremo abierto. No se ha establecido un amplio consenso sobre el ahusamiento ideal (expansión, sección transversal uniforme o contracción).

Altavoces de línea de transmisión de la era "clásica"

Fuente de gran parte de esta sección: Altavoces: para grabación y reproducción de música (Newell & Holland, 2007)  [17]

El nacimiento del diseño moderno de altavoces de línea de transmisión se produjo en 1965 con la publicación del artículo de AR Bailey en Wireless World, “A Non-resonant Loudspeaker Enclosure Design”, [16] que detallaba una línea de transmisión en funcionamiento. Bailey siguió su primer artículo con un segundo en 1972. [18] Radford Electronics Ltd retomó este diseño innovador y fabricó brevemente el primer altavoz de línea de transmisión comercial. Aunque reconocido como el padre de la línea de transmisión, el trabajo de Bailey se basó en el trabajo sobre el diseño de laberinto, que se remonta a la década de 1930. Sin embargo, su diseño difería significativamente en la forma en que llenaba el gabinete con materiales absorbentes. Bailey tuvo la idea de absorber toda la energía generada por la unidad de bajos dentro del gabinete, proporcionando una plataforma inerte para que la unidad de control funcione; sin control, esta energía produce resonancias espurias en el gabinete y su estructura, agregando distorsión a la señal original.

Poco después, el diseño entró en el mundo de la alta fidelidad a través de las obras de Irving M. "Bud" Fried en Estados Unidos y un trío británico : John Hayes, John Wright y David Brown. Dave D'Lugos describe el período posterior (aproximadamente 35 años hasta el comienzo del siglo XXI) como un período en el que se crearon los "diseños clásicos".

Fried se familiarizó con la reproducción de audio de alta fidelidad durante su estancia en la Universidad de Harvard y, más tarde, se convirtió en importador de artículos para audiófilos. Bajo la marca registrada "IMF" (sus iniciales), a partir de 1961, se involucró con muchos avances en equipos para audiófilos : cartuchos (IMF - London, IMF - Goldring), brazos fonocaptores (SME, Gould, Audio and Design), amplificadores (Quad, Custom Series), altavoces (Lowther, Quad, Celestion, Bowers and Wilkins, Barker, etc.). [19] En 1968 conoció a John Hayes y John Wright, que ya habían diseñado un brazo fonocaptor premiado en el Reino Unido y habían traído consigo un altavoz de línea de transmisión diseñado por John Wright (descrito por Hayes como "fanático de la calidad"  [7]  ) para promocionar y demostrar el brazo fonocaptor en una feria de alta fidelidad de Nueva York. Fried recibió inesperadamente una serie de pedidos del altavoz sin nombre, al que bautizó como "IMF". [7] La ​​pareja británica, junto con el colega de Hayes, David Brown, acordaron formar una empresa en el Reino Unido para diseñar y fabricar altavoces que Fried vendería en los Estados Unidos. John Hayes escribió más tarde que:

Por supuesto, Bud lo había llamado IMF y, por lo tanto, tal vez por error registramos IMF y formamos una compañía IMF... En ningún momento Bud Fried tuvo participación en los diseños. Le vendimos altavoces y él era el distribuidor en EE. UU....  [7] [...] Bud Fried nunca fue director ni accionista de IMF Electronics. IMF Electronics era la única compañía que fabricaba los altavoces de línea de transmisión. El nombre IMF se adoptó porque Bud Fried había demostrado los primeros prototipos de altavoces en la feria de alta fidelidad de Nueva York y, debido a la publicidad y al hecho de que había usado su nombre en los altavoces que entonces no tenían nombre, nos quedamos con el nombre, lo que fue un error de nuestra parte. Nunca fue su compañía. Después de nuestra demanda, llamó a sus altavoces Fried . [7]

La relación se rompió de forma agria cuando Fried empezó a fabricar sus propios altavoces de peor calidad, también comercializados como "IMF", y se negó a dejar de fabricarlos hasta que un tribunal acordara que la empresa británica tenía derecho a la marca registrada IMF para altavoces. [7] Tras la separación, Fried en los EE. UU. (bajo la marca "Fried") y los tres fundadores de IMF Electronics en el Reino Unido (a través de una empresa conjunta con el fabricante de controladores Elac bajo el nombre de TDL), ambos se hicieron muy conocidos en los círculos audiófilos durante muchos años como grandes defensores del diseño de altavoces de línea de transmisión. [7] TDL cerró después del deterioro gradual de la salud de John Wright y su muerte en 1999 por cáncer . [7] Fue descrito en su obituario de 1999 como "una de las figuras más importantes de la escena de alta fidelidad británica desde mediados de la década de 1960... mejor recordado por sus diseños de altavoces de línea de transmisión". [20] La marca fue adquirida por Audio Partnerships (parte del grupo minorista Richer Sounds ). Fried murió seis años después, en 2005. [21]

Siglo XXI

A principios del siglo XXI, comenzaron a surgir modelos matemáticos que parecían aproximarse al comportamiento de los altavoces y gabinetes TL del mundo real. [22] Según el sitio web t-linespeakers.org, esto llevó a comprender que lo que él denominó altavoces "clásicos", diseñados en gran medida por "prueba y error", eran un "buen trabajo" y lo mejor que era razonablemente posible en ese momento, pero que ahora se podían lograr mejores diseños basados ​​en respuestas modeladas. [23]

Principios de diseño

Fig. 1 - Relación entre la longitud de onda y la longitud de onda
Fig. 2 - Medición de la respuesta de frecuencia (magnitud) de la unidad de accionamiento y las salidas TL

La inversión de fase se logra seleccionando una longitud de línea que sea igual al cuarto de longitud de onda de la frecuencia más baja deseada. El efecto se ilustra en la Fig. 1, que muestra un límite rígido en un extremo (el altavoz) y la salida de línea abierta en el otro. La relación de fase entre el controlador de graves y la salida está en fase en la banda de paso hasta que la frecuencia se acerca al cuarto de longitud de onda, cuando la relación alcanza los 90 grados, como se muestra. Sin embargo, en este momento la salida está produciendo la mayor parte de la salida (Fig. 2). Debido a que la línea está funcionando a lo largo de varias octavas con la unidad de control, la excursión del cono se reduce, lo que proporciona niveles de presión sonora más altos y niveles de distorsión más bajos, en comparación con los diseños de recintos de altavoces con reflejo de graves y deflector infinito.

La compleja carga de la unidad de control de graves exige parámetros específicos del controlador Thiele-Small para aprovechar al máximo los beneficios de un diseño TL. La mayoría de las unidades de control del mercado están desarrolladas para los diseños más comunes de reflejo y deflector infinito y, por lo general, no son adecuadas para la carga TL. Los controladores de graves de alta eficiencia con capacidad extendida para bajas frecuencias suelen estar diseñados para ser extremadamente ligeros y flexibles, y tienen suspensiones muy flexibles. Si bien funcionan bien en un diseño de reflejo, estas características no coinciden con las demandas de un diseño TL. La unidad de control está acoplada de manera efectiva a una larga columna de aire que tiene masa. Esto reduce la frecuencia de resonancia de la unidad de control, lo que elimina la necesidad de un dispositivo altamente flexible. Además, la columna de aire proporciona una mayor fuerza sobre el propio controlador que un controlador que se abre a un gran volumen de aire (en términos simples, proporciona más resistencia al intento del controlador de moverlo), por lo que para controlar el movimiento del aire se requiere un cono extremadamente rígido, para evitar la deformación y la consiguiente distorsión.

La introducción de materiales absorbentes reduce la velocidad del sonido a través de la línea, como descubrió Bailey en su trabajo original. Bradbury publicó sus extensas pruebas para determinar este efecto en un artículo de la revista AES en 1976, [24] y sus resultados coincidieron en que las líneas muy amortiguadas podían reducir la velocidad del sonido hasta en un 50%, aunque el 35% es típico en líneas de amortiguación media. Lusztak y Bujacz también han estudiado el comportamiento de varios materiales amortiguadores. [25] Las pruebas de Bradbury se llevaron a cabo utilizando materiales fibrosos, típicamente lana de pelo largo y fibra de vidrio. Sin embargo, este tipo de materiales producen efectos muy variables que no son consistentemente repetibles para fines de producción. También son propensos a producir inconsistencias debido al movimiento, factores climáticos y efectos a lo largo del tiempo. Las espumas acústicas de alta especificación, desarrolladas por fabricantes como PMC, con características similares a la lana de pelo largo, brindan resultados repetibles para una producción consistente. La densidad del polímero, el diámetro de los poros y el perfil esculpido están todos especificados para proporcionar la absorción correcta para cada modelo de altavoz. La cantidad y la posición de la espuma son fundamentales para diseñar un filtro acústico de paso bajo que proporcione una atenuación adecuada de las frecuencias graves superiores, al tiempo que permite un camino sin obstáculos para las frecuencias graves inferiores. Aunque el resultado puede requerir mucho modelado y pruebas, el punto de partida suele basarse en uno de los tres principios básicos. Rellenar todo el tubo trata el TL como un amortiguador, con el objetivo de eliminar por completo la onda trasera. Rellenar la mitad de la sección transversal a lo largo de toda la longitud de la línea trata al TL como un deflector infinito, que básicamente amortigua las frecuencias altas y las resonancias de pared a pared. Rellenar el tubo desde el altavoz hasta la mitad de la longitud del tubo tiene como objetivo un resonador de cuarto de onda, dejando intacto el tono fundamental con sus máximos de velocidad en el extremo abierto del tubo, al tiempo que amortigua todos los armónicos.

Ecuaciones matemáticas, modelado y proceso de diseño

La sección de enlaces externos de este artículo contiene enlaces a una serie de recursos que detallan los principios matemáticos, modelos y cálculos de bricolaje, así como material de diseño práctico ampliado, relacionados con los altavoces de líneas de transmisión.

Durante la mayor parte del siglo XX, el diseño de líneas de transmisión siguió siendo más un arte que una ciencia, y requería mucho ensayo y error . Jon Risch afirma en un artículo sobre el diseño clásico de líneas de transmisión que la parte difícil fue encontrar la mejor densidad de relleno a lo largo de la línea, porque "el relleno de la línea afecta tanto a la longitud total aparente de la línea como al volumen total aparente de la caja simultáneamente". Resumió el estado del diseño en ese momento de la siguiente manera: [26]

"El clásico recinto acústico de línea de transmisión nunca ha sido modelado de manera completa y exitosa de modo que pueda construirse a partir de un conjunto de ecuaciones simples . Algunos afirman haberlo hecho, pero no parece permitir una primera construcción sin ajustes, por lo que los modelos tienen suficientes errores como para requerir un factor de ajuste ..."  [26]

Dave D'Lugos, fundador del sitio de fans t-linespeakers.org, comenta que esto refleja los diseños "clásicos" desde los años 1960 hasta la época de Risch, período durante el cual "el diseño de TL era improvisado". [23]

Sin embargo, a partir del siglo XXI, Martin King y George Augspurger (ambos por separado y haciendo referencia a los trabajos de cada uno) produjeron modelos que muestran que estos son diseños "generalmente menos que óptimos" que "hicieron un buen trabajo al acercarse a lo que era posible en su época". El ingeniero de audio Augspurger había modelado los TL utilizando una analogía eléctrica, [22] y descubrió que concordaba estrechamente con el trabajo existente de King, basado en una analogía mecánica. [23] D'Lugos concluyó en su descripción general de la teoría de diseño y modelado de TL: "Creo que utilizando controladores y herramientas modernas como el software de King, se puede construir un mejor TL más fácilmente hoy en día". [23]

Más recientemente, Andrea Rubino ha desarrollado un sofisticado modelo de simulación basado en la teoría de circuitos eléctricos y ha publicado una serie de artículos en la revista electroacústica italiana AUDIOreview. Hay muchos recursos disponibles en su sitio web: transmissionlinespeakers.com

Además de estos modelos más sofisticados, existen varios algoritmos de aproximación. Uno de ellos consiste en diseñar un altavoz de caja cerrada y luego construir una línea de transmisión del mismo volumen sintonizada con la frecuencia de resonancia del altavoz de caja cerrada. Otro consiste en diseñar un altavoz con reflejo de bajos y, a su vez, construir una línea de transmisión del mismo volumen, sintonizada con la frecuencia del resonador de Helmholtz.

Personas y empresas destacadas

Pioneros:

  • Benjamin Olney – originó la idea de un conducto en el diseño del gabinete del altavoz, al que llamó un " laberinto acústico ", mientras trabajaba para Stromberg-Carlson como ingeniero acústico y estudiaba el efecto del tamaño del gabinete en el sonido de salida.
  • Bailey y Radford trabajaron juntos y desarrollaron el concepto de los altavoces (1965). Su diseño fue un avance significativo con respecto al trabajo anterior. El nombre de Bailey estaba en el artículo y Radford construyó el primer altavoz TL comercial. [16]
  • John Wright, junto con su socio John Hayes y (más tarde) David Brown, y su empresa IMF Electronics Ltd (más tarde: TDL), Wright, un "fanático" de la calidad, había diseñado un brazo de lectura galardonado y, para demostrarlo, trajo a Nueva York un altavoz TL no comercial que también había diseñado. El altavoz ganó una considerable atención y Wright, Hayes y su colega Brown formaron una empresa que se especializó en altavoces TL y ganó numerosos premios (1968). TDL se disolvió tras la muerte de Wright en 1999 y la marca, como una cáscara, fue comprada por Richer Sounds.
  • Irving M. "Bud" Fried , audiófilo estadounidense y defensor de los altavoces TL, conoció a Wright y Hayes en 1968, reconoció el potencial del altavoz sin nombre de Wright y comenzó a comercializar sus altavoces TL en Estados Unidos. Más tarde, creó su propia empresa TL para diseñar altavoces.
  • Bo Hansson, diseñador sueco de equipos HiFi y fundador de la compañía discográfica Opus3, creó el altavoz de hormigón "Rauna Njord" como diseño de línea de transmisión. [27]
  • Martin King y George Augspurger: investigadores y diseñadores que lograron modelar diseños realistas de altavoces TL a principios del siglo XXI.

Otras empresas e individuos que han producido o investigado altavoces TL:

  • Lentek
  • Newtronics (línea Temperance) [6]
  • Gini B+ (línea de extensores de bajos)
  • Cuadrilátero
  • T+A Electronics (línea de criterios)
  • J. M. Reynaud, [28]
  • Compañía Médica Protegida
  • Sonido Salk
  • Rega (su Naos entonces RS7)
  • Oradores de Adelaida
  • TBI Audio Systems LLC (subcontratada por Asis para investigar y diseñar altavoces TL más pequeños adecuados para integrar en ordenadores portátiles) [29]
  • Marantz (gama karaoke)
  • Investigación acústica de Merkel/Jeff Merkel [30]
  • Albedo (cordillera Helmholina)
  • Transmisión de audio [31]
  • Referencia de audio (línea Acoustic Zen) [32]
  • Radford [33]

Fabricantes de kits de bricolaje:

  • Reino Unido – IPL Acoustics (artículo), Falcon Acoustics “Thor”
  • Estados Unidos – Investigación GR “N3”
  • EE. UU. – New York Acoustics, asociada vagamente con New York Audio Labs [1], kits y planos para gabinetes de parlantes TL con controladores de 8" y 10", activos a mediados de la década de 1980.

Véase también

Referencias

  1. ^ "Monitor profesional de referencia RSPM". IMF-electronics.com. Archivado desde el original el 18 de enero de 2022. Consultado el 11 de enero de 2023 .
  2. ^ ab "Las referencias". IMF-electronics.com. Archivado desde el original el 18 de enero de 2022. Consultado el 11 de enero de 2023 .
  3. ^ Altavoz PMC FB1 (24 de marzo de 2000). "Guía de ideas de audio: reseñas de equipos de cine en casa y de alta fidelidad: altavoz PMC FB1". Audio-ideas.com . Consultado el 13 de junio de 2015 .{{cite web}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  4. ^ Robjohns, Hugh (febrero de 2000). "Altavoces de suelo para monitores PMC FB1". Sound On Sound . SOS Publications Group . Consultado el 11 de enero de 2023 .
  5. ^ ab lam seng fatt (6 de septiembre de 2010). "hi-fi avenue: sonido británico con bajos 'no británicos'". Hi-fi-avenue.blogspot.co.uk . Consultado el 13 de junio de 2015 .
  6. ^ ab "Prueba de escucha de los altavoces Newtronics Temperance [inglés]". Tnt-audio.com . Consultado el 13 de junio de 2015 .
  7. ^ abcdefghi "Gente del FMI". IMF-electronics.com. Archivado desde el original el 18 de enero de 2022. Consultado el 11 de enero de 2023 .
  8. ^ Burhoe, Winslow (1978). "Loudspeaker Handbook and Lexicon" (PDF) . Directacoustics.com . Consultado el 13 de junio de 2015 .
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Enlaces externos

Papeles
  • Artículo de la Sociedad Americana de Acústica, 1936
  • Documento de seguimiento, 1937
  • Patente "Laberinto" 1934/1936, presentada por Stromberg-Carlson Telephone Manufacturing Co.
  • Archivo de los documentos de Olney en la Biblioteca Rush Rhees, Universidad de Rochester